加连梁柱串联隔震系统的弹性屈曲

杜永峰 ，朱前坤，李慧

(1. 兰州理工大学 防震减灾研究所，甘肃 兰州，730050；2. 兰州理工大学 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，甘肃 兰州，730050)

当隔震建筑上部结构有承重墙体，或大柱网的框架结构、各柱底轴力和剪力相差较大，或地下室层高较高时，隔震建筑可采用加连梁柱串联隔震系统方案[1]。叠层橡胶支座由薄橡胶片与钢板分层叠合而成，具有很大的竖向刚度、较小的水平刚度和很大的变形能力。水平刚度小能够延长隔震结构自振周期从而达到减少上部结构地震作用的效果，但同时会伴有较大的隔震层水平位移，从而显著降低临界荷载值。这一特性引起了学者的极大关注。Gent[2]基于Harings理论研究了叠层橡胶支座的稳定性。Koh等[3]为了简化计算提出了双自由度力学模型，分析了叠层橡胶支座在大水平位移时的稳定性。Nagarajaiah等[4]改进Koh-Kelly双自由度力学模型得到了更精确的临界荷载和水平刚度，Buckle等[5]用试验验证了改进模型的有效性。随着高层隔震建筑的大量出现，Kelly等[6-7]分析了叠层橡胶支座的竖向刚度和拉伸屈曲。Liu等[8-9]提出橡胶支座的一些基本概念，较系统地建立了橡胶支座各种力学性能的计算理论和评价方法。周锡元等[10-11]在Harings和Gent研究基础上建立了柱串联隔震系统的分析模型，推导出柱串联隔震系统的水平刚度计算公式及临界荷载控制方程。关于工程中普遍使用的加连梁柱串联隔震系统研究还没有相关报道。本文作者在前人研究的基础上，基于传递矩阵法[12]，推导出隔震系统端部状态变量与任意截面的内力和位移值之间的关系，可以较容易地得到临界荷载控制方程，避免了繁琐的力学推导过程，并进一步考虑连梁参数变化系统临界荷载的影响。……